Пожарная тактика (стр. 4 )

Тепло, излучаемое пламенем, распространяется по всем направлениям полусферического пространства. Интенсивность излучения пламени зависит от его температуры и излучательной способности и определяется законом Стефана-Больцмана:

Q= у0∙ е ∙Tг ∙  (1.2.)

Где: у0 – коэффициент излучения черного тела, Вт/(м2∙К4); е – степень черноты тела;  Тг  - температура в зоне горения, К;  F – площадь излучения, м2.

Зона теплового воздействия на внутренних пожарах будет меньше по размерам, чем на открытых, так как стены здания играют роль экранов,  а площадь проемов, через которые возмож­но излучение, невелика. Кроме того, дым, который выделяется на внутренних пожарах, резко снижает интенсивность излучения, поскольку является хорошей поглощающей средой. Направления передачи тепла в зоне теплового воздействия на открытых и внутренних пожарах также различны.

На открытых пожарах верхняя часть зоны теплового воздействия энергетически более мощная, поскольку конвективные токи и излучение совпадают по направлению. На внутренних пожарах направление передачи тепла излучением может не совпадать с передачей тепла конвекцией, поэтому зона теплового воздействия может состоять из участков, где действует только излучение или только конвекция или где оба вида тепловых потоков действуют совместно.

При ликвидации горения на пожарах необходимо знать границы зоны теплового воздействия. Ближней границей зоны теплового воздействия является зона горения, а дальняя определяется по двум показателям: или по термодинамической температуре в данной точке пространства или по интенсивности лучистого теплового потока. По температуре граница зоны теплового воздействия принимается в той части пространства, где температура среды превышает 60-70°С. При данной температуре невозможно длительное пребывание людей и выполнение ими активных ИИико-технических действий.

За дальнюю границу зоны теплового воздействия по интенсивности лучистого теплового потока принимают такое удаление от зоны горения, где лучистое тепло, воздействуя на не­защищенные части тела человека (лицо, руки) вызывают болевое ощущение не мгновенно, а через промежуток времени, соизмеримый с оперативным временем, т. е. временем, необходимым для активного воздействия пожарного, вооруженного средствами тушения,  на основные параметры пожара.  Численную величину этого времени следует определять экспериментально на характерных реальных пожарах. Для внутренних пожаров в зданиях при средней интенсивности их развития,  при современном вооружении участника тушения пожара (например, стволом тонкораспыленной воды, с раствором смачивателя или загустителя) это время условно мож­но принять равным 15сек. Тогда, по экспериментальным данным, за дальнюю границу зоны теплового воздействия можно условно принять интенсивность лучистого потока  примерно 3500 Вт/ м2.

В табл.1.1. приведены значения интенсивности излучения пламени при горении штабелей древесины на различном расстоя­ИИ от них.

Таблица 1.1.

Высота штабелей, м. ширина 14 м	Макси- мальная высота пламени, м.	Максималь-ная температу- ра пламени, ˚С	Интенсивность излучения пламени, Вт/м.2,  на расстоянии
10м	15 м	20 м	25 м
6	8	1300	13980	11890	8500	4540
9,5	12	1300	13980	12580	9070	4890

Из табл.1.1. видно, что расстояние для присутствия людей, не защищенных специальными средствами от лучистой энергии пожара, составляет 27—30 м. При тех же размерах штабеля, но с другим коэффициентом поверхности горения, это расстояние может существенно измениться,  тогда высота пламени  увеличится или уменьшится  за счет изменения площади горения, а, следо­вательно, и выхода летучих веществ из древесины. Безопасное расстоя­ние при пожарах штабелей древесины может быть определено по эмпирической формуле: 

Lбез =l,6H  (1.3.)

Где:  Н - общая высота штабеля и пламени, м.

На рис.1.3 и 1.4. приведены графики, показывающие изме­нение  интенсивности излучения пламени на различных расстояниях от него.

  Рис. 1. 3  Рис. 1. 4.

Рис. 1. 3. Зависимость интенсивности излучения пламени от рас­стояния при  горении  штабелей древесины различной высоты: 1-  h = 5 м; 2 - h  =6м; 3-h  =8м;4-h  = 10 м; 5 - h = 12 м

Рис.1.4. Зависимость интенсивности излучения пламени от рас­стояния до  резервуара с горящей жидкостью, где D - …. резервуара. Зная допустимые или предельные значения интенсивности из­лучения, можно найти расстояния, обеспечивающие безопасную работу пожарной техники и личного состава подразделений.

Зона задымления. Зоной задымления называется часть про­странства, примыкающая к зоне горения и заполненная дымовы­ми газами в концентрациях, создающих угрозу жизни и здо­ровью людей или затрудняющих действия пожарных подразделе­ний.

Зона задымления может частично включать в себя зону го­рения и всю или часть зоны теплового воздействия.  Как пра­вило,  зона задымления — самая большая часть пространства на пожаре. Это объясняется тем, что дым представляет собой аэрозоль (смесь воздуха с газообразными продуктами полного и непол­ного горения и мелкодисперсной твердой и жидкой фазой), по­этому он легко вовлекается в движение даже слабыми конвек­тивными потоками, а при наличии мощных конвективных потоков, которые наблюдаются на пожарах, дым разносится на значитель­ные расстояния.

Дым определяется как совокупность газообразных продуктов горения органических материалов, в которых рассеяны небольшие твердые и жидкие частицы. Это определение шире, чем большинство распространенных определений дыма. 

Сочетание  сильной  задымленности и токсичности представляет наибольшую угрозу тем, кто находится в здании, охваченном пожаром. Статистические данные позволяют сделать вывод о том, что более 50% всех смертельных исходов при пожарах можно отнести за счет того, что люди находились в среде, заполненной дымом и токсичными газами.

Экспериментальным путем установлена зависимость видимости от плотности дыма, например, если предметы при освещении их групповым фонарем с лампочкой в 21 Вт видны на расстоянии до 3м (содержание твердых частичек углерода 1,5г/м3 )-дым оптически плотный; до 6м (0,6-1,5г/ м3  твердых частичек углерода ) - дым средней плотности; до 12м (0,1-0,6г/ м3  твердых частичек углерода) - дым оптически слабый. За небольшими исключениями,  дым образуется на всех пожарах. Дым уменьшает видимость, тем самым он может задержать эвакуацию людей, находящихся в помещении, что может привести к воздействию на них продуктов сгорания, причем в течение недопустимо длительного периода времени. При этих обстоятельствах люди могут быть поражены вредными составляющими дыма, даже находясь в мес­тах, удаленных от очага пожара. Влияние пониженного содержания кислорода и вдыхаемых, горячих газов становится весьма значительными лишь поблизости от пожара.

Традиционно дым, состоящий из микрочастиц, рассматривается отдельно от газообразных продуктов сгорания, хотя ясно, что методически поступать таким образом неправомерно.

Дым, состоящий из мелкодисперсных частиц, образуется в результа­те неполного сгорания. Он образуется как при беспламенном, так и при пламенном горении, хотя характер частиц и формы их образования весь­ма различны. Дым при тлении аналогичен тому, который получается, когда любой углеродсодержащий материал нагревается до температур, вызывающих химическое разложение и эволюцию летучих продуктов горения. Фракции с большим молекулярным весом конден­сируются по мере их перемешивания с холодным воздухом, что приво­дит к образованию тумана, состоящего из мельчайших капель смолы и высококипящих жидкостей. Эти капли стремятся в условиях спокойной среды слипаться, образуя мелкие частицы со средним диаметром, порядка одного микрона, и осаждаются на поверхностях, образуя маслянистый остаток.

По своему характеру дым при пламенном сгорании материалов от­личается от дыма при тлении. Он состоит почти целиком из твердых частиц. В  то время, как небольшая часть этих частиц может быть образо­вана при выходе из твердого материала в условиях воздействия на этот материал мощного теплового потока, большая часть частиц образуется в газовой фазе в результате неполного сгорания и высокотемпературных реакций пиролиза при низких концентрациях кислорода. Следует заметить, что дым, состоящий из твердых частиц, может также образоваться, если исходным горючим материалом является газ или жидкость.

В условиях полного сгорания горючее превращается в устойчивые газообразные вещества, но это достигается при пламенном диффузионном горении нечасто, если вообще когда-либо имеет место. При типичном пожаре перемешивание происходит за счет турбу­лентных восходящих потоков, в которых наблюдаются значительные перепады концентраций. В областях с низкой концентрацией кислорода некоторая часть летучих продуктов может участвовать в ряде реакций пиролиза. В результате этих реакций образуются ряд высоко­молекулярных соединений, таких, как полициклические ароматические углеводородные соединения и полиацетилены, которые являются очагом сажи внутри пламени. Именно присутствие в пламени сажи придает диффузионному пламени его желтоватое све­чение. Эти мельчайшие частицы (10-100 нм в диаметре) могут подвергаться окислению внутри пламени, но при недоста­точно высоких температурах и концентрации кислорода они стремятся увеличиться и спекаться, образуя, таким образом, более крупные части­цы, которые покидают области высокой температуры пламени в виде дыма.